设备技术协议170213.docx

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设备技术协议170213

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设备技术协议

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2017.2.13

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工艺

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工艺

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装备

装备

东风（武汉）汽车零部件有限公司

姓名

日期

盖章

姓名

日期

盖章

前期招标

1.1工艺说明

工艺布局图

方案说明：

1.除弧焊、小件单个螺柱焊在站外焊接外，其余所有焊接工作均在站内焊接完成；

2.R2为固定搬运机器人，双端拾器，负责搬运两种零件和焊接7+9螺柱焊；

3.R4为移动搬运机器人，双端拾器，负责搬运两种零件和补焊焊点、涂胶；

4.R1、R3、R5为固定点焊机器人。

1.2设备品牌及要求：

*机器人本体

品牌：

FANUC/MOTOMAN/KUKA/COMAU

型号规格：

R2000ic210F/？

/ ?

/ ?

（C型高速机器人，最大速度3m/s以上）

*软件包

功能：

焊钳具有快换底座

模块：

可单独的设置每个焊点的焊接曲线（压力、电流曲线）

厚度报警：

在厚度异常情况下报警

焊点数报警：

根据工艺要求有焊点报警（修模、更换电极杆、检修）

安全保护：

过载力和碰撞

*基础——混泥土技术要求

水泥标号：

C30

厚度：

600mm

预埋件：

M24

承重：

2T/m2（风险项，供应商解决）

面积：

2m*2m

*机器人工作站基座

采用快装快拆结构：

机器人本体与基座能快速拆卸

材质:

45#钢

型号规格：

根据与夹具衔接高度确定

*管线包

品牌：

根据选定机器人品牌确定

型号：

根据选定机器人品牌确定

搬运机器人预留点焊管线包接口，搬运机器人可改造为点焊机器人。

*焊接控制器

品牌：

小原/GF

型号规格：

中频伺服

群控功能：

有

焊接参数：

15套参数

*中频电动伺服焊钳——点焊

品牌：

小原/GF

型号规格：

小于90Kg，第三代焊钳，滚柱丝杆，驱动部分用直动型驱动（中空马达）。

水电气接口标准化（快速定位）：

快换（拆）定位

接口的可靠性：

运动的过程中不能出现弯折、拉扯，运动过程中出现信号丢失。

电极杆、电极臂、电极帽：

接口尺寸，定位结构（设计后应该由甲方确认）

冷却水水路孔内径：

Ø13mm

工艺参数要求：

可简单切换焊接端面Φ6mm、Φ8mm电极帽;额定电流：

15.5KA；电极压力：

>450daN，焊钳形状根据A88C产品项目设计；

*机器人与焊钳的连接

接口的类型：

保证两个及以上Ø8定位销定位，两者之间采用物理绝缘

可靠性：

20万次，在运动过程中不得出现连接部分任何松动、拉扯，管线在工作时不能有弯折和拉扯。

一致性：

电流、压力输入与输出一致性（电流±150A，压力±7DaN）

信号控制方式：

机器人或焊接控制器可控制焊钳实现每个焊点多波形压力曲线输出（10个以上）。

*修模机构（修磨机和安装支架）

电极修磨机

品牌：

南京小原、极动、法信

型号规格：

备注：

a）修磨机设有铜屑导管，修模时没有飞溅铜屑。

b）机器人自动修模完成后，将焊钳伸到围栏外待操作工确认，如果修模不合格，可重新修模，直至确认完好后回原点进行下一次焊接。

*PLC集成控制柜增加空调冷却

*安全防护装置

围栏防飞溅：

四周围栏需加防飞溅帘；夹具上平板、丝杠、滑轨有防飞溅、防踩踏保护，夹具上管线等要有防飞溅烧伤耐老化护套。

焊钳防护装置：

焊钳做保护罩

光电保护：

光栅：

品牌：

欧姆龙OMRON

工作站围栏：

安全防护围栏制作高度、材料、颜色要与我司现场M3M4设备项目防护栏一致。

1.3整个项目为全包项目，甲方只提供焊机钢结构的采购和安装及到工艺平面外附近的水电气设施（一次侧的安装）。

站内管线及电缆桥架的要求：

a）安全门口没有电缆桥架，保证畅通。

b）电缆的桥架要要预先加工好（开口处要去毛刺，加强这方面的电缆保护）。

在所有桥架的连接中，应该保证接地的连续性，以保证等电位连接

c）电缆的桥架必须可以承受一个人的重量，且设置一个带有黄黑相间斜纹的保护钢板通过点。

d）不同等级的电缆（信号/测量/网络/TBT,BT,...）被安装在区分开的线槽里或使用物理分开物（隔开），以便遵守电磁兼容性原则。

e）所有从线槽出去、到达各组件的电缆必须使用橡胶护帽或唇形密封圈的保护

1.4甲方负责提供现有布局图，由乙方负责完善。

1.5智能化项目采用固定式的结构，详细的方案通过技术交流阶段确定，一切以满足甲方需求为主；

1.6工艺要求：

工艺节拍：

小于***S（除焊接时间外，还包括转台启动、运行与停止时间、电极修磨或清枪时间分摊）。

每个站可单独控制且实现两个工序产品示教（如两钳形相同且焊接空间满足）；

品质要求：

90%的焊点焊接飞溅半径小于1m，10%的焊点焊接飞溅半径小于3m；总成产品焊点按神龙公司外观要求原则上不需要打磨（如因子件尺寸偏差造成装配间隙大等原因除外）；焊点强度全部符合神龙公司质量要求；

效益测算：

本供货单元所涉及的工作站所有工位单班线上操作人员总数不超过3人；

自动化要求：

工序间及总成自动排出工件，人工取/下件；

螺钉螺母及工序子件防错漏，防漏、防错包括（螺钉、螺母，子件及工序件）；

焊接设备及夹具数量按单循环平均3.5s/点进行测算（节拍验收也必须保障在此范围内）；

在指定的平面布局内实现所有工序焊接/产成品检测、返修工位；平面布局内的物流策划须获得甲方认可；

乙方根据工艺布局提供钢结构、母线、水气点接口的布局图纸和施工尺寸图纸；

夹具具备快换功能，安装及连接部件模块化设计；

设备具备，X/Y及XZ面旋转及柔性化功能，可实现夹具快换后的产品焊接（板厚0.7~2.5mm中高强板两层或三层板）；

为保障设备稳定性与兼容性，设备/部件/控制器及系统等采购件以乙方的设计方案标准为准；

设备及系统调试样件不得超出30辆份；

技术方案需包含输入输出表中所有输出内容。

后期实施

1.配套设备及环境

1.1供电

1.1.1动力供电采用三相五线制（TN-S系统）

1.1.2电压：

380V（-10%～+15%）

1.1.3频率50Hz1%

1.2压缩空气

压力：

0.5～0.6Mpa

1.3循环水

冷却水：

封闭循环,进水压力＞0.4Mpa，进水温度≤33℃，进出水温检测，数字显示；进水口设置过滤装置。

说明：

水电气甲方只提供到乙方设计的总进口处，总进口处必须在工艺布局范围外，乙方提供单独与设备工作站配套的总配电箱（含漏电保护功能）。

1.4车间环境

1.4.1温度：

夏季≤40℃，冬季≥-５℃

1.4.2湿度≤80%

3.机器人及配套设备的技术要求

3.1设备品牌

点焊机器人额定载荷不小于焊钳自重的两倍重量，全部选用同一规格,部件通用，采用投标公司洽谈机器人公司生产的点焊机器人产品，机器人本体用FANUC/MOTOMAN/KUKA/COMAU。

电气控制系统采用SIMENS品牌（PLC/触摸屏/开关/传感器等）如果开关，继电器SIMENS没有产品的用Schneider替代，其它未经甲方同意的品牌产品不得使用。

机器人、焊机控制器和焊钳由乙方在技术交流时提供全套资料，由甲方建议选型，乙方对点焊机器人和焊机、伺服焊钳的软硬件的兼容性、匹配性负全部责任。

3.2机器人系统

机器人系统含本体、机器人抬高座、焊接电源、焊钳及修磨器机构（变位机根据需要配置）、安全防护栏及防护装置、电气控制系统、软件等。

*工作站配电设施（机器人控制器、PLC控制柜、焊钳电源和供电配电柜）采用地面矩形布局，节省空间。

3.3夹具技术要求

详见《夹具技术协议》。

3.4制造厂商应充分考虑焊接车间特殊的工作环境（电磁干扰、冲击负荷、烟尘等），机器人本体及控制系统等均应具备较强的抗干扰能力，适应在恶劣的环境下保持正常的工作状态，满足工艺要求，保证焊接质量。

3.5光栅要求

点焊机器人应设安全防护房及对射光栅1.0m（欧姆龙OMRON），保护系统应保证人员进入点焊机器人工作区域时机器人自动停止机器人控制电源并发出报警信号，在控制面板复位后机器人重新上电才能恢复运行；系统故障时点焊机器人应自动停止工作并报警（触摸屏上要显示一切可能发生故障的提示信息，如有人进入机器人工作站，触摸屏会显示有人进入工作站的信息等等，如果有多个故障信息，而且能顺序显示）。

3.6重复定位精度

点焊机器人水平达到±0.2mm以内，垂直方向达到0.2mm。

3.7点焊机器人和工作台的控制运用中须具有安全互锁功能。

3.8乙方提供调试阶段直至正式批量投产机器人用辅材和工具。

3.9点焊机器人还应具有下列功能：

3.9.1过载、防撞保护功能。

3.9.2存储器容量能确保10种车型运行程序同时存在，且能正常运行，具备512MRAM及以上容量。

3.9.3具有自动修磨电极帽功能。

3.9.4具有自动显示故障信息功能。

3.10设备系统稳定性要求

3.10.1甲方合格子件到现场30天内，机器人工作站达到正常批产运行状态（设备无功能缺陷），周故障率（每班停工时间/每班工时时间×100%）≦5%，焊点（缝）轨迹规范，焊点（缝）强度外观合格。

3.11车型识别技术及车型信号传递要求

每个工作站系统设置一个工作区，点焊机器人能实现该工作区任一工位手动和自动焊接切换功能，保证能自动化焊接（方便以后更改产品焊接）。

实现“预约”、达到指定工位对应加工程序的焊接功能，实现工件装备完毕后进行生产：

点焊机器人在自动焊接前应由人工按按钮对下一焊接工位状态进行程序切换，机器人最终执行加工程序与对应的焊接工位必须一致，并且在下一焊接工位未准备完毕时机器人不能进入工作。

机器人执行加工程序与对应的车型必须一致，并在车型变换时可由人工修改加工程序功能（在人机界面（触摸屏10英寸，三色）上，且要有授权）。

保证工位照明，焊接装配工位照明和各个控制柜内开门自动照明功能。

电源控制柜有220V预留两孔和三孔插座，在配电柜门上有翻转电脑工作支架和资料放置盒。

3.12点焊机器人工作站安全性

点焊机器人及夹具装置及其它附属设施间必须有安全可靠的电气联锁，确保装备的安全性，并且有检查工件的检测装置。

3.13在机器人系统关键部位设安全防护装置：

机器人本体上的紧固件（螺母、螺栓头）及航插加装扣帽、安全栅栏、安全防飞溅帘等，在安全门上边上设触摸屏及开关、紧急停止开关及报警灯，安全控制开关及检测开关必须通过继电器接入机器人的安全控制回路。

3.14设备技术要求

A:

设计要求

焊装线（机器人系统、焊接系统、工装系统）设备电气控制采用可编程序控制器（PLC）控制。

电气控制系统的设计、控制元器件的选择必须保证节能要求，达到最好的节能效果。

各种仪器、仪表（需检验，贴标签）、检测装置，应选用规格合理、灵敏可靠、易于辨识的产品。

电气设备及元件应安全、可靠，便于操作、安装、维修及更换。

电气设备本身不允许存在火灾和安全隐患。

停电时不应发生任何危险，不会出现误动作、短路、控制程序紊乱、控制数据丢失等现象。

恢复供电、供气时，机械设备不能自行起动，安全保护电路应通过复位操作才能再起动。

对易发生伤害事故的设备，应采取有效的防护措施，设警示标志，并确保在操作人员进入危险区时设备自动停止。

设备应设计可靠的限位装置。

对可能因超负荷发生损坏的部件应设计超负荷保护装置。

电气设计必须充分考虑电流冲击及电磁干扰等特殊环境的要求，现场采用防磁、防飞溅的传感器，保证控制系统软、硬件运行稳定。

继电器、接触器类产品在设备调试运行后，应至少还备用1个常闭（NO）、1个常开（NC）辅助触点。

选用的电气设备及元件的噪音不能高于73分贝。

设备接地电阻应符合国标电工要求，接地可靠。

在安有可编程序控制器（PLC）主机的控制柜中间易于编程操作的部位应安装编程操作支架，每组控制柜必须至少有1组单相及三相电源插座，满足国标和欧标。

控制线路采用线槽或桥架安装方式。

控制电缆留有10％的备用线。

平行线槽内动力电缆和控制电缆（如：

光电开关、接近开关等）分开，保证控制的稳定性和安全性。

线槽必须预留后期改造所需的空间，一期使用不超过空间的50%。

对现场所有的开关（如：

行程开关、光电开关、光幕等）及执行元件（如：

电机、阀组等）应有铝制标牌，内容包括：

元件号、输入或输出地址号。

自动化控制系统可以实现对生产线设备的运行、故障、节拍、速度的监控。

能通过自动化控制系统进行生产状况统计，以及通过HMI显示生产线设备的运行状况、故障及报警等。

在机器人工位还必须安装声光报警装置，如柜顶柱灯及蜂鸣器等。

应设有必要的保护措施，如张紧极限、驱动、超载、超限、气压极限、急停。

所有设备电气系统都应设有必要的过载保护措施。

输送系统和相关设备要有联锁，人离开后方可工作。

屏幕显示中文,PLC控制程序每一句都要有中文注释，故障报警和信息提示使用中文

控制箱应考虑网络电压波动（330-440V）、控制系统用隔离变压器，电源电压：

24V。

当有电子元件时，所有强电部分的装置应和控制部分分开。

所有的线圈（继电器、接触器、电子分配器等）都要求抗干扰。

外购件厂家的选择原则是必须满足甲方提出的技术、质量、生产节拍和使用寿命等方面的要求。

机器人需配备所有进出电缆的快插接头,并配有接头部位的防护板。

机器人岛安全信号：

安全门、光栅、急停等回路接入安全继电器。

B:

程序结构

1）主程序结构中必须包含输入处理程序段、中间过程状态程序段、输出执行程序段及设备故障处理和显示等程序段，并严格按顺序来编写执行

注：

在程序中严格禁止用设备输入状态组合直接控制设备输出执行

2）自动化程序系统按梯形图的形式来设计，不推荐使用语句表编程，除非用梯形图不能实现的功能例外

3）注释：

应为每个程序块提供注释，要清晰地指明其名称和标识（如PLC支持中文则使用中文，如不支持中文则使用英文）。

指明：

a）.要实现的功能（如：

检索、工具计数等……）

b）.操作数据：

输入数据，内部数据，输出数据

程序每一段都有注释，例：

012单元的手动控制。

c）.程序每一行都有注释。

这些注释要尽可能精确并采用与应用相关的术语，应便于程序的理解，具有统一的编写规范，统一采用中文编写。

4）控制程序的设计应采用必要的方法（如联锁、互锁、软硬极限等），以确保机械动作的安全。

C:

电器元件

电器元件的选择必须考虑电流冲击及电磁干扰等特殊环境的要求；电器元件，必须采用灵敏可靠，质量优异，性价比高的产品。

外购件厂家的选择应符合如下清单：

PLC选择西门子公司产品

现场人机界面要求选用西门子公司产品

传感器（包括光电元件等）的预制电缆要求选用图尔克、IFM、BALLUFF公司产品

光栅产品选用欧姆龙公司产品

低压电气产品（包括断路器、接触器、继电器、按钮及指示灯等）要求选用施耐德或ABB公司产品，接线端子、保险端子用菲利克斯产品

变频器及软启动器等要求选用SEW公司产品

设备夹具电机带减速器要求选用SEW公司产品

工艺设备电机要求选用ABB公司产品

柜内安装的直流控制电源及控制变压器要求选用西门子、施耐德公司产品

安全回路元件选用欧姆龙公司产品

工业交换机及集线器要求选用SIEMENS公司产品

电缆及电线 :

使用德国LAPP或美国BELDEN公司产品

注：

不在以上清单中的电气元件的选用需征得甲方的同意才能使用；

电缆的选择：

根据使用或环境的要求必须特殊满足的条件；

-机械稳定性：

电缆的特性必须能够适应于扭曲、弯曲等外力的作用。

特别是对于在保护柜内

部的网络电缆，强烈要求使用软电缆。

供应商要保证电缆使用时不承受超出由其制造商担保的外力（加速，扭曲，速

度），其使用寿命至少为15年（对于放置在电缆支持用移动式坦克链里的电

缆，需要特别注意）。

3.15设备的油漆和颜色要求

点焊机器人外购件（如焊钳、电动及气动元器件等）保持原色。

3.16环保、节能、安全与防护技术要求

3.16.1所有装备应具有必要的防护装置，无漏电、漏气、漏水现象，机器人焊接工作时要避让夹具定位夹紧部件。

3.16.2凡是可能发生人员伤害的地方应设置防护栏、围栏、防飞溅帘、安全网等设施。

3.16.3乙方应对所提供设备的操作和维修的人体工程性负责（如在设备周围留有足够的空间以接近气缸、控制阀组、传感器、电机等）。

3.16.4环境保护：

设备噪音标准≤85分贝。

3.17机器人工作站配置主要清单：

（请设备室确认）

序号

名称

数量

单位

厂商

备注

1

机器人

5

套

FANUC/MOTOMAN/KUKA/COMAU

1.1

机器人本体

5

台

1.2

控制器

5

台

1.3

示教编程控制器

5

台

中、英双语触摸屏显示

1.4

供电及信号电缆（控制柜—本体）

5

套

SIMENS品牌

2

点焊设备

套

2.1

点焊控制器

5

套

小原/GF

自带编程界面（每台）

实现15套焊接规范存储

实现通用接口外部存储备份

实现群控功能

2.2

机器人专用伺服中频焊钳

3

把

小于90Kg，第三代焊钳，滚柱丝杆，驱动部分用直动型驱动（中空马达）。

2.3

落地焊钳

1

把

小原/GF

2.4

摆动电极修模器

1

套

南京小原、极动、法信

无自动换帽

2.5

电极修模器

3

套

南京小原、极动、法信

电极修磨机

3

自动控制式夹具

6

套

气缸品牌：

SMC/亚德客

4

机器人滑轨

1

组

滑台伺服电机安川，减速机WITTENSTEIN

5

电气控制系统（详见电气分项）

套

SIMENSS7-1500安全型PLC

6

安全防护装置及附属设备

1

套

6.1

安全栏、安全门、安全门锁

套

6.2

安全光栅

7

套

欧姆龙OMRON

F3SJ-E0945P25-D

7

一体式转台

1

套

三共/帝人

8

螺柱焊机

2

套

深圳鸿柏

一套一拖三，一套一拖二。

9

涂胶设备

2

套

一套自动涂胶，一套手动涂胶

3.功能及自动化要求

3.1在按下急停按钮是要断开运行机构控制电源。

3.2在设备编程示教系统可实现15组焊接参数的选取（焊接电流、焊接时间可提前输入焊机中）。

3.3在触摸屏上有3D图形显示每套夹具的传感器位（传感器的编号）置及故障图，并且在故障信息界面显示故障信息。

3.4工作站有灯塔显示：

绿灯常亮待机正常状态，绿灯闪烁作业正常状态；黄色闪烁更换电极帽、编程；红灯闪烁故障报警，红灯常亮有人进入工作站（安全门打开）。

3.5安全门实现安全挂锁防护功能。

3.6各操作界面加密码防护。

3.7增设维修焊钳程序，将焊钳自动移动到围栏电极拆装窗口，窗口旁设置独立按钮。

3.8在触摸屏内增设焊机参数切换功能按钮。

3.9在触摸屏上实现清理设备故障功能按钮。

3.10各种备件（含设备、焊钳本体、程序备份）检修保养周请查阅设备说明书。

3.11在触摸屏上显示当前伺服点位的信息，并显示生产台数、生产节拍、研磨周期台数等便于生产监控的信息。

3.12系统能实现故障恢复后可补焊未完成的焊点焊接功能。

3.13存储5000条故障信息。

3.14工作站操作方便，设计完成后的工作站必须符合人机工程学的要求；

3.15机器人工作站本身必须有良好的制造工艺性和较高的机械效率；

3.16夹具设计具有柔性化，有快速拆换功能，并在预验收前模拟实现一次快换，同时由乙方负责在工作站上调试一套焊接程序；

3.17夹具具备防漏、防错功能，包括（螺钉、螺母，子件及工序件）,以及工件到位检测功能；焊点外观及强度满足客户要求，不需要打磨返修；

3.18确保本项目所涉及到工装、设备完全满足实际使用要求，即实行交钥匙工程；

3.19供应商需提供零件焊接最佳参数（含参数验证表）及电极最佳修磨频次（含修磨验证表）。

4.设计认可

4.1设计认可工作内容

4.1.1确认设备、点焊机（变位机）、焊钳、修磨器的基本配置。

4.1.2提供设备焊接模拟演示，双方共同确认焊接顺序图。

4.1.3确认设备围栏区域平面布置图。

4.1.4确认设备区域设备基础图。

4.1.5确认设备与焊接夹具的相关电气、安全防护系统（如安全防护装置的布置、保护范围、栏杆及安全门等）。

4.1.6确认与夹具相关控制方案。

4.1.7确认提供的设备验收标准、检测方法。

4.1.8乙方准备设计认可资料，

4.1.8.1夹具工艺设计资料：

控制计划、设计方案说明、焊点位置图、焊钳模拟演示资料、工件装焊模拟演示资料、工艺节拍计算资料。

4.1.8.2夹具设计资料：

夹具设计图、夹具动作时序图、夹具设计说明及外购件清单。

4.1.8.3夹具基础设计资料：

夹具基础图及设计说明。

4.1.8.4夹具电、气耗量资料。

4.1.8.5夹具元器件清单、易损件（备件）清单等。

4.1.8.6提供夹具验收标准，检测方法。

4.1.8.7上述工作内容涉及的资料由乙方提前1周以电子文本方式交至甲方。

4.1.9夹具设计认可内容（详见《夹具技术协议》

4.2设计认可地点、人员与时间。

4.2.1确定供应商后，乙方派遣相关技术人员赴甲方所在地进行设计认可，并于5天内完成设计认可。

4.2.2甲方在接到乙方提出的设计认可请求后，须及时配合人员（工艺、设备技术、工装技术和安全管理）进行设计认可，若由于乙方人员行程延误导致未能及时完成设计认可，由乙方自行承担，工期不变。

4.2.3双方技术人员和甲方安技环保部人员完成上述设计认可工作内容，双方签署书面纪要。

5.备件及易损件

5.1根据经设计认可确认可投入制造的图纸以及故障风险分析,乙方应提供备件清单，列出安装数量、单价、推荐数量（按运行10000小时）。

5.2备件明细、数量由甲方在设计认可时确定，乙方提供相应的图纸和清单3份，以作为预验收报告的附件。

5.3备件随主机同时发运，在设备安装完成交付甲方管理部门统一登记。

5.4乙方无偿提供从安装调试到量产阶段消耗的易损件。

（请设备室确认）清单如下：

序号

名称

单位

数量

1

不同型号电极杆

套

1

2

不同型号钳体

套

1

3

不同夹具定位销

套

1

5.5确保设备使用寿命期限内各种备件优惠及时的供应。

6.随机技术资料

6.1乙方需提供技术资料的明细

序号

文件名称

数量（份/套）

A

B

C

D

1

设备操作系统软件（含光盘）

3

√

2

工作站使用说明书（包括安装篇、机械篇、电气篇、安全篇及主要装配零件图纸等几个主要部分）

3

√

3

焊机、焊钳及修磨器的清单、样本及相关图纸

3

√

4

设备、焊机、焊钳及修磨器的操作、维护保养、编程（包括乙方使用的各种软件安装盘及程序）等全套技术资料

3

√

5

机械总装配图、主要部位装配图、空气管路图、气动原理图、传动原理图和主要零部件图等主要图纸

3

√

√

6

全套电气原理图、接线图、所有电气控制箱、柜、站内元器件布置图、电气元器件明细表

3

√

7

设备